2’-岩藻糖基乳糖是一种新型稀有母乳寡糖（HMO）,它具有选择性刺激肠道益生菌的生长,保护婴幼儿肠道健康,提高免疫系统等生理功能,具有较高的研究价值。目前2’-岩藻糖基乳糖已经被FDA批准为婴幼儿奶粉添加剂,具有广阔的应用前景。本课题以一株高产岩藻多糖的菌株Kosakonia sp CCTCCM 2018092为出发点,初步分析了其高产岩藻多糖的原因,鉴定了其GDP-L-岩藻糖的生物合成途径。同时将Kosakonia sp CCTCCM 2018092中的GDP-L-岩藻糖合成基因异源表达到大肠杆菌宿主,构建了生产GDP-L-岩藻糖的工程菌株。通过基因敲除、过表达、辅因子工程等手段进一步提高了GDP-L-岩藻糖下游产物2’-岩藻糖基乳糖的产量。本文主要研究内容及结论如下:1.利用生物信息学的方法初步分析了Kosakonia sp CCTCCM 2018092高产岩藻多糖的原因。分析结果表明,岩藻多糖的合成基因以多拷贝的形式存在,推测基因的多拷贝是Kosakonia sp CCTCCM 2018092菌株高产岩藻多糖的原因。这为该菌株的岩藻多糖高产机制提供了一定理论依据。2.以不同基因型（BL21（DE3）,JM109（DE3）,Turner（DE3）,HMS174（DE3）,DH10B（DE3））的大肠杆菌为宿主,异源表达了来自Kosakonia sp CCTCCM2018092的GDP-L-岩藻糖生物合成基因,构建了生产GDP-L-岩藻糖的工程菌株。通过摇瓶发酵,筛选了生产GDP-L-岩藻糖的最佳大肠杆菌宿主。结果显示,工程菌株JM109（DE3）在22°C和25°C均为GDP-L-岩藻糖的最佳生产宿主,在25°C时有最高的GDP-L-岩藻糖产量（7.96 mg/L）。3.以生产GDP-L-岩藻糖的大肠杆菌JM109（DE3）为出发菌株,异源表达了来自幽门螺杆菌（H.pylori）的α-1,2-岩藻糖基转移酶（Fut C）,构建了2’-岩藻糖基乳糖从头合成的工程菌株。利用促溶标签-麦芽糖结合蛋白MBP与Fut C进行融合表达,实验结果表明,融合蛋白在体内的表达并未影响Fut C蛋白的功能,反而能够提高Fut C蛋白的可溶性表达。工程菌株摇瓶发酵结果表明,表达了促溶标签MBP的工程菌株成功获得了2’-岩藻糖基乳糖（30.1 mg/L）。而没有表达促溶标签的工程菌株,无法检测到目标产物2’-岩藻糖基乳糖。为了进一步提高2’-岩藻糖基乳糖的产量,分别敲除wca J,ack A,edd,eda基因,构建基因敲除工程菌株。基因敲除工程菌株Δack AΔwca J相比于对照菌株,2’-岩藻糖基乳糖的产量提升了10倍,2’-岩藻糖基乳糖的产量达到302 mg/L。4.为了进一步提高2’-岩藻糖基乳糖的产量,异源表达了来源于脆弱拟杆菌（B.fragile）的L-岩藻糖激酶/GDP-L-岩藻糖焦磷酸化酶双功能酶（FKP）,构建了2’-岩藻糖基乳糖补救合成途径的工程菌株。与从头合成途径菌株类似,表达了促溶标签的补救合成途径工程菌株,目标产物2’-岩藻糖基乳糖达到197 mg/L。而没有促溶标签的工程重组菌株,无法检测到目标产物2’-岩藻糖基乳糖。为了进一步提高目标产物2’-岩藻糖基乳糖的产量,连续敲除了能够分解底物L-岩藻糖的两个基因阿拉伯糖异构酶（Ara A）与鼠李糖异构酶（Rha A）,摇瓶发酵显示相对于未敲除菌株,敲除菌株2’-岩藻糖基乳糖的产量提高了4.7倍,达到974 mg/L。5.利用生物信息学的方法筛选了新的来源于Kosakonia sp CCTCCM2018092菌株的α-1,2-岩藻糖基转移酶（Fut Cks）,将其与L-岩藻糖激酶/GDP-L-岩藻糖焦磷酸化酶双功能酶（FKP）共表达,构建了p ET-Fut Cks-FPK工程菌株。工程菌株摇瓶发酵结果表明,发酵液能够检测到少量的2’-岩藻糖基乳糖,揭示了该Fut Cks为一种新的α-1,2-岩藻糖基转移酶。6.初步构建了能够间接检测2’-岩藻糖基乳糖的生物传感器,通过检测L-岩藻糖的浓度来指示2’-岩藻糖基乳糖的产量。